JP2000039221A

JP2000039221A - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP2000039221A
Application number: JP10203939A
Authority: JP
Inventors: Noriho Okaza; 典穂岡座; Shozo Funakura; 正三船倉; Mitsuharu Matsuo; 光晴松尾; Yuji Yoshida; 雄二吉田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】可燃性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サ
イクル装置において、冷媒封入量を少量に低減するとと
もに、冷媒の漏洩を防止しつつ、機器の小型化と高効率
化を達成する必要がある。【解決手段】圧縮機１および減圧器３を有する主冷媒
回路Ａと、熱源側熱交換器６および熱源側ポンプ７を有
する熱源側冷媒回路Ｃと、主冷媒回路Ａ中および熱源側
冷媒回路Ｃ中に配置され、主冷媒と熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱源側中間熱交換器９と、前記主冷媒と前
記熱源側冷媒との間の熱交換を行う補助熱交換器１５と
を備え、補助熱交換器１５は、主冷媒回路Ａ中では、圧
縮機１の吸入側の経路上に配置され、熱源側冷媒回路Ｃ
中では、熱源側熱交換器６と熱源側ポンプ７との間で熱
源側中間熱交換器９を含まない側の経路上に配置されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性や毒性を有
する冷媒を使用する冷凍サイクル装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアコン、冷蔵庫等に利用されて
いる冷凍サイクル装置は、圧縮機、必要に応じて四方
弁、熱源側熱交換器、キャピラリーチューブや膨張弁等
の減圧器、利用側熱交換器、アキュームレータ等を配管
により接続して冷凍サイクルを構成し、その内部に封入
した冷媒を循環させることにより、冷却または加熱作用
を行っており、冷媒としては、ＣＦＣ冷媒やＨＣＦＣ冷
媒が用いられている。

【０００３】しかし、これらの冷媒は、塩素原子を有し
ているがゆえに大気に放出され、成層圏に達してしまっ
た場合にオゾン層を破壊してしまうことが明らかになっ
たため、近年その使用が世界的に禁止または制限されて
いる。

【０００４】そこで、これらに代わって塩素原子を含ま
ないＨＦＣ冷媒が、使用されつつある。例えば、空気調
和機用の冷媒としては、ＨＣＦＣ冷媒のＲ２２から、Ｈ
ＦＣ冷媒のＲ３２（ジフルオロメタン、CH₂F₂、沸点−
５１．７℃）、Ｒ１２５（ペンタフルオロエタン、CF₃-
CHF₂、沸点−４８．１℃）、Ｒ１３４ａ（１，１，１，
２−テトラフルオロエタン、CF₃-CH₂F、沸点−２６．１
℃）等からなる混合冷媒が使用されつつある。

【０００５】しかし、これらのＨＦＣ冷媒を用いること
でオゾン層に対する脅威はなくなるが、他の地球環境問
題である地球温暖化に対する影響を示す地球温暖化係数
は、従来のＨＣＦＣ冷媒のＲ２２と同程度であり改善す
ることができない。

【０００６】そこで、オゾン層に対する脅威もなく地球
温暖化係数も小さい冷媒として、ＨＣ冷媒やＲ７１７
（アンモニア、NH₃、沸点−３３．３℃）などの自然冷
媒が注目されている。ＨＣ冷媒としては、例えば、Ｒ１
７０（エタン、CH₃-CH₃、沸点−８８．８℃）、Ｒ１２
７０（プロピレン、CH₃-CH=CH₂、沸点−４７．７℃）、
Ｒ２９０（プロパン、CH₃-CH₂-CH₃、沸点−４２．１
℃）、Ｒ６００ａ（イソブタン、(CH₃)₂-CH-CH₃、沸点
−１１．８℃）の各単一冷媒やこれらの混合冷媒があ
る。

【０００７】しかし、ＨＣ冷媒は、従来のＨＣＦＣ冷媒
のＲ２２にはなかった強い可燃性を持ち、また、アンモ
ニアは、強い毒性と可燃性を持つため、万一冷凍サイク
ル装置から冷媒が漏洩した場合の漏洩量は冷凍サイクル
装置に充填される冷媒量が多いほど大きくなるので、冷
媒封入量の多い冷凍サイクル装置へのこれらの冷媒の使
用は懸念されている。

【０００８】そこで、特開平７−２６９９６４号公報に
は、ＨＣ冷媒やアンモニアを直接利用側熱交換器に流す
ことはせず、利用側熱交換器には毒性が低く難燃性の２
次冷媒を使用することが提案されている。

【０００９】また、例えば、１台の熱源側熱交換器に複
数の利用側熱交換器が接続されたマルチシステム空気調
和機などの冷凍サイクル装置では、冷媒封入量が多くな
ることから、さらなる冷媒封入量の低減が必要である。
また、例えば、冷蔵庫や、１台の熱源側熱交換器に１台
の利用側熱交換器が接続されたセパレートタイプエアコ
ン等の空気調和機に利用されているような比較的、冷媒
封入量が少ない冷凍サイクル装置でも、冷媒封入量をさ
らに低減した方が、万一冷凍サイクル装置から冷媒が漏
洩した場合の漏洩量を低減できる。

【００１０】さらに、冷媒にアンモニアを使用した場合
には、強い毒性と可燃性から、冷媒の漏洩に対する対策
を行う必要がある。

【００１１】上記の観点から、特開平７−２６９９６４
号公報に開示された、利用側熱交換器には毒性が低く難
燃性の２次冷媒を使用する方法に加え、熱源側熱交換器
にも毒性が低く難燃性の２次冷媒を使用する方法が提案
されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、利用側
熱交換器および／または熱源側熱交換器に２次冷媒を使
用する方法では、２次冷媒を使用しない場合に比して、
機器が大型化したり、冷凍サイクル装置全体の効率が低
下してしまうという課題がある。

【００１３】本発明は、上述したこのような従来の可燃
性や毒性を有する冷媒を使用する冷凍サイクル装置が有
する課題を考慮して、可燃性や毒性を有する冷媒の封入
量を少量に低減するとともに、機器の小型化および／ま
たは高効率化が図れる冷凍サイクル装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明（請求項１
に記載の本発明に対応）は、内部に主冷媒が封入され、
圧縮機および減圧器を有する主冷媒回路と、内部に利用
側冷媒が封入され、利用側熱交換器および利用側ポンプ
を有する利用側冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入さ
れ、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の
熱交換を行う利用側中間熱交換器と、前記主冷媒回路中
および前記熱源側冷媒回路中に配置され、前記主冷媒と
前記熱源側冷媒との間の熱交換を行う熱源側中間熱交換
器とを備える冷凍サイクル装置において、前記利用側ポ
ンプと前記熱源側ポンプとを同一の駆動手段により駆動
することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

【００１５】第２の本発明（請求項２に記載の本発明に
対応）は、内部に主冷媒が封入され、圧縮機および減圧
器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入さ
れ、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイク
ル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段が、前
記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に配
置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側熱交換
器と前記熱源側ポンプとの間で前記熱源側中間熱交換器
を含まない側の経路上に配置されていることを特徴とす
る冷凍サイクル装置である。

【００１６】第３の本発明（請求項３に記載の本発明に
対応）は、内部に主冷媒が封入され、圧縮機および減圧
器を有する主冷媒回路と、内部に利用側冷媒が封入さ
れ、利用側熱交換器および利用側ポンプを有する利用側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の
熱交換を行う利用側中間熱交換器とを備える冷凍サイク
ル装置において、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の
熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段が、前
記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に配
置され、前記利用側冷媒回路中では、前記利用側ポンプ
と前記利用側中間熱交換器との間で前記利用側熱交換器
を含まない側の経路上に配置されていることを特徴とす
る冷凍サイクル装置である。

【００１７】第４の本発明（請求項５に記載の本発明に
対応）は、内部に主冷媒が封入され、圧縮機および減圧
器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入さ
れ、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイク
ル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段が、前
記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に配
置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側中間熱
交換器と前記熱源側ポンプとの間で前記熱源側熱交換器
を含まない側の経路上に配置されていることを特徴とす
る冷凍サイクル装置である。

【００１８】第５の本発明（請求項６に記載の本発明に
対応）は、内部に主冷媒が封入され、圧縮機および減圧
器を有する主冷媒回路と、内部に利用側冷媒が封入さ
れ、利用側熱交換器および利用側ポンプを有する利用側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の
熱交換を行う利用側中間熱交換器とを備える冷凍サイク
ル装置において、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の
熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段が、前
記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に配
置され、前記利用側冷媒回路中では、前記利用側熱交換
器と前記利用側中間熱交換器との間で前記利用側ポンプ
を含まない側経路上に配置されていることを特徴とする
冷凍サイクル装置である。

【００１９】第６の本発明（請求項７に記載の本発明に
対応）は、内部に主冷媒が封入され、圧縮機および減圧
器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入さ
れ、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源側
冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒回
路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイク
ル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間の
熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段が、前
記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に配
置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側熱交換
器と前記熱源側中間熱交換器との間で前記熱源側ポンプ
を含まない側の経路上に配置されていることを特徴とす
る冷凍サイクル装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００２１】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図１に
示す。

【００２２】図１に示すように、本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８が配管１０によ
り接続されたものであり、内部に主冷媒として、例え
ば、アンモニアなどの可燃性や毒性を有する冷媒が封入
されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交換器４、
利用側中間熱交換器８、利用側ポンプ５が配管１１によ
り接続されたものであり、内部に利用側冷媒として、例
えばプロピレングリコール系ブラインが封入されてい
る。熱源側冷媒回路Ｃは、熱源側熱交換器６、熱源側ポ
ンプ７、熱源側中間熱交換器９が配管１２により接続さ
れたものであり、内部に熱源側冷媒として、例えばプロ
ピレングリコール系ブラインが封入されている。

【００２３】利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、モー
タなどの、同一の駆動手段１３により駆動されている。
また、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、駆動手段１
３を逆回転させることにより、冷媒の吸入・吐出口を切
り替えることが可能な可逆ポンプである。

【００２４】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、利用側ポン
プ５、駆動手段１３は、ファン（図示せず）等ととも
に、熱源側（例えば室外）に設置された筐体２２内に収
納され、利用側熱交換器４は、ファン（図示せず）等と
ともに、利用側（例えば室内）に設置された筐体２１内
に収納されている。配管１１には、筐体２１と筐体２２
とを接続する渡り配管２３および２４が含まれている。

【００２５】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【００２６】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。

【００２７】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図１中の実線のように設定することで、主冷
媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧縮
され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て熱
源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器
９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して凝
縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧され
て低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８に
導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、利
用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒となる。
その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、再び圧縮機
１に吸入される。

【００２８】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、利用側熱交換器
４に導入され、利用側熱交換器４で、利用側（例えば室
内空気）を冷却する。その後、利用側冷媒は、渡り配管
２３を通って、利用側中間熱交換器８に導入される。利
用側中間熱交換器８内で、利用側冷媒は、前述したよう
に、主冷媒と熱交換し冷却される。その後、再び利用側
ポンプ５に吸入される。

【００２９】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、熱源
側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。その後、熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入さ
れ、熱源側熱交換器６で熱源側（例えば室外空気）に放
熱する。その後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【００３０】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図１中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、再び
圧縮機１に吸入される。

【００３１】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り冷房運転時と逆回転に駆動される利用側ポンプ５によ
って、利用側冷媒は破線矢印方向に流れる。利用側ポン
プ５により吐出された利用側冷媒は、利用側中間熱交換
器８に導入される。利用側中間熱交換器８内で、利用側
冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。その後、渡り配管２３を通って、利用側熱交換器４
に導入され、利用側熱交換器４で利用側（例えば室内空
気）を加熱する。さらに、利用側冷媒は、渡り配管２４
を通って、再び利用側ポンプ５に吸入される。

【００３２】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により冷房運転時と逆回転に駆動さ
れる熱源側ポンプ７によって、熱源側冷媒は破線矢印方
向に流れる。熱源側ポンプ７により吐出された熱源側冷
媒は、熱源側熱交換器６に導入され、熱源側熱交換器６
で、熱源側（例えば室外空気）より吸熱する。さらに、
熱源側冷媒は、熱源側中間熱交換器９に導入され、熱源
側中間熱交換器９内で、前述したように、主冷媒と熱交
換し冷却される。その後、再び熱源側ポンプ７に吸入さ
れる。

【００３３】以上の構成により、可燃性や毒性を有する
主冷媒を利用側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直
接流さず、利用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換
することで、利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から
冷媒が漏洩することを防止できる。

【００３４】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ型熱交換器に
比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少ないという特徴
を有するプレート式熱交換器を用いることで、フィンア
ンドチューブ型熱交換器である利用側熱交換器４および
熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流していた従来の構
成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷媒の冷媒封入
量を低減することができる。

【００３５】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【００３６】また、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、駆動手段１３を逆回転させることにより、冷媒の吸
入・吐出口を切り替えることが可能な可逆ポンプとする
ことで、利用側中間熱交換器８および熱源側中間熱交換
器９内での、主冷媒の流れ方向と利用側冷媒あるいは熱
源側冷媒の流れ方向を、冷房運転時、暖房運転時ともに
対向流とすることができ、より効率のよい熱交換が可能
となる。

【００３７】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【００３８】なお、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが可能な可逆
ポンプとし、冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とな
るように構成しているが、対向流とならない構成とする
場合にも冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防
止、循環装置の小型化といった効果は損なわれるもので
はない。

【００３９】また、例えば、図２に示すように、利用側
ポンプ５あるいは熱源側ポンプ７は、一方向のみに流体
を吸入・吐出できるポンプであり、利用側冷媒回路Ｂあ
るいは熱源側冷媒回路Ｃに、ポンプから吐出された利用
側冷媒あるいは熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印方向
と、破線矢印方向に切り替える切り替え弁として、四方
弁１４を設ける構成としてもよい。なお、図２には、図
１の構成図より利用側冷媒回路Ｂおよび熱源側冷媒回路
Ｃの構成要素のみを抜き出して図示している。また、複
数の逆止弁を用いて、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向
を切り替えれるように冷媒回路を構成してもよい。

【００４０】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図３に
示す。本実施の形態において、第１の実施の形態と基本
的に同様のものについては、同一符号を付与する。

【００４１】図３に示すように、本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器
１５が配管１０により接続されたものであり、内部に主
冷媒として、例えば、プロパンなどの可燃性を有する冷
媒が封入されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交
換器４、利用側中間熱交換器８、利用側ポンプ５が配管
１１により接続されたものであり、内部に利用側冷媒と
して、例えばプロピレングリコール系ブラインが封入さ
れている。熱源側冷媒回路Ｃは、熱源側熱交換器６、補
助熱交換器１５、熱源側ポンプ７、熱源側中間熱交換器
９が配管１２により接続されたものであり、内部に熱源
側冷媒として、例えばプロピレングリコール系ブライン
が封入されている。

【００４２】利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、モー
タなどの、同一の駆動手段１３により駆動されている。
また、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、駆動手段１
３を逆回転させることにより、冷媒の吸入・吐出口を切
り替えることが可能な可逆ポンプである。

【００４３】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、利用側ポン
プ５、駆動手段１３は、ファン（図示せず）等ととも
に、熱源側（例えば室外）に設置された筐体２２内に収
納され、利用側熱交換器４は、ファン（図示せず）等と
ともに、利用側（例えば室内）に設置された筐体２１内
に収納されている。配管１１には、筐体２１と筐体２２
とを接続する渡り配管２３および２４が含まれている。

【００４４】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【００４５】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。

【００４６】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図３中の実線のように設定することで、主冷
媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧縮
され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て熱
源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器
９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して凝
縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧され
て低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８に
導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、利
用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒となる。
その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助熱交換
器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒は、熱
源側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再び圧縮
機１に吸入される。

【００４７】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、利用側熱交換器
４に導入され、利用側熱交換器４で、利用側（例えば室
内空気）を冷却する。さらに、利用側冷媒は、渡り配管
２３を通って、利用側中間熱交換器８に導入され、利用
側中間熱交換器８内で、前述したように、主冷媒と熱交
換し冷却される。その後、再び利用側ポンプ５に吸入さ
れる。

【００４８】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、熱源
側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。その後、熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入さ
れ、熱源側熱交換器６で熱源側（例えば室外空気）に放
熱する。さらに、補助熱交換器１５に導入され、前述し
たように主冷媒と熱交換しさらに冷却された後、再び熱
源側ポンプ７に吸入される。

【００４９】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、圧縮機１に吸入される主冷媒は、熱源側
冷媒により加熱されるため、圧縮機１の吸入温度を上昇
させ、過熱度（ＳＨ）が大きくなる。図４に示すよう
に、過熱度（ＳＨ）が大きくなると主冷媒回路Ａでの成
績係数（ＣＯＰ）が向上するため、冷凍サイクル装置の
効率のよい運転が可能となる。

【００５０】また、熱源側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、熱源側ポンプ７
に吸入される冷媒の密度が大きくなることから、熱源側
冷媒回路を流れる流量が増加する。この結果、熱源側中
間熱交換器９および熱源側熱交換器６での熱交換量が増
加するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能
となる。

【００５１】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図３中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒
は、熱源側ポンプにより昇温された熱源側冷媒と熱交換
することで、加熱された後、再び圧縮機１に吸入され
る。

【００５２】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り冷房運転時と逆回転に駆動される利用側ポンプ５によ
って、利用側冷媒は破線矢印方向に流れる。利用側ポン
プ５により吐出された利用側冷媒は、利用側中間熱交換
器８に導入される。利用側中間熱交換器８内で、利用側
冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。さらに、渡り配管２３を通って、利用側熱交換器４
に導入され、利用側熱交換器４で利用側（例えば室内空
気）を加熱する。その後、利用側冷媒は、渡り配管２４
を通って、再び利用側ポンプ５に吸入される。

【００５３】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により冷房運転時と逆回転に駆動さ
れる熱源側ポンプ７によって、熱源側冷媒は破線矢印方
向に流れる。熱源側ポンプ７により吐出された熱源側冷
媒は、補助熱交換器１５に導入され、前述したように主
冷媒と熱交換し冷却される。その後、熱源側熱交換器６
に導入され、熱源側熱交換器６で、熱源側（例えば室外
空気）より吸熱する。さらに、熱源側冷媒は、熱源側中
間熱交換器９に導入され、熱源側中間熱交換器９内で、
前述したように、主冷媒と熱交換し冷却される。その
後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【００５４】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、主冷媒は、熱源側ポンプ７により昇温さ
れた熱源側冷媒により加熱されるため、圧縮機１の吸入
温度を上昇させ、過熱度（ＳＨ）が大きくなる。冷房運
転時と同様に、図４に示すように、過熱度（ＳＨ）が大
きくなると主冷媒回路Ａでの成績係数（ＣＯＰ）が向上
するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能と
なる。

【００５５】また、熱源側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、熱源側熱交換器
６での入口温度が低下し、熱源（例えば室外空気）との
温度差が大きくなることから、効率のよい熱交換が可能
となる。この結果、冷凍サイクル装置の効率よい運転や
熱源側熱交換器の小型化が可能となる。

【００５６】以上の構成により、利用側中間熱交換器８
および熱源側中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ
型熱交換器に比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少な
いという特徴を有するプレート式熱交換器を用いること
で、フィンアンドチューブ型熱交換器である利用側熱交
換器４および熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流して
いた従来の構成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷
媒の冷媒封入量を低減することができる。

【００５７】また、可燃性や毒性を有する主冷媒を利用
側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直接流さず、利
用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換することで、
利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から冷媒が漏洩す
ることを防止できる。

【００５８】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【００５９】また、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、駆動手段１３を逆回転させることにより、冷媒の吸
入・吐出口を切り替えることが可能な可逆ポンプとする
ことで、利用側中間熱交換器８および熱源側中間熱交換
器９で、主冷媒の流れ方向と利用側冷媒あるいは熱源側
冷媒の流れ方向を、冷房運転時、暖房運転時ともに対向
流とすることができ、より効率のよい熱交換が可能とな
る。

【００６０】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、冷凍サイクル装置の効率よい運転や熱源側熱交換器
の小型化が可能となる。

【００６１】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【００６２】なお、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが可能な可逆
ポンプとし、冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とな
るように構成しているが、対向流とならない構成とする
場合にも冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防
止、循環装置の小型化といった本発明の効果は損なわれ
るものではない。また、例えば、第１の実施の形態で説
明したように、利用側冷媒回路Ｂあるいは熱源側冷媒回
路Ｃに、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向の切り替える
ことのできるように、切り替え弁や逆止弁を設けてもよ
い。

【００６３】また、本実施の形態においては、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とす
ることによって、機器の小型化を図るとともに、本発明
の熱交換手段（補助熱交換器１５）を備えることによっ
て、冷凍サイクルの高効率化を図っているが、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とし
ない場合であっても、本発明の熱交換手段を備えること
による冷凍サイクルの高効率化を図ることができるとい
う効果は得られる。

【００６４】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図５に
示す。本実施の形態において、第１の実施の形態と基本
的に同様のものについては、同一符号を付与する。

【００６５】図５に示すように、本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器
１５が配管１０により接続されたものであり、内部に主
冷媒として、例えば、プロパンなどの可燃性を有する冷
媒が封入されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交
換器４、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器１５、利
用側ポンプ５が配管１１により接続されたものであり、
内部に利用側冷媒として、例えばプロピレングリコール
系ブラインが封入されている。また、利用側冷媒回路Ｂ
には、補助熱交換器１５をバイパスするバイパス回路１
６および第一流量調節弁１７、第二流量調節弁１８、逆
止弁１９が設けられている。熱源側冷媒回路Ｃは、熱源
側熱交換器６、熱源側ポンプ７、熱源側中間熱交換器９
が配管１２により接続されたものであり、内部に熱源側
冷媒として、例えばプロピレングリコール系ブラインが
封入されている。

【００６６】利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、モー
タなどの、同一の駆動手段１３により駆動されている。
また、本実施の形態においては、利用側ポンプ５と熱源
側ポンプ７は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが
可能な可逆ポンプではなく、一方向のみに流体を吸入・
吐出できるポンプとしている。

【００６７】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、バイパス回
路１６、第一流量調節弁１７、第二流量調節弁１８、逆
止弁１９、補助熱交換器１５、利用側ポンプ５、駆動手
段１３は、ファン（図示せず）等とともに、熱源側（例
えば室外）に設置された筐体２２内に収納され、利用側
熱交換器４は、ファン（図示せず）等とともに、利用側
（例えば室内）に設置された筐体２１内に収納されてい
る。配管１１には、筐体２１と筐体２２とを接続する渡
り配管２３および２４が含まれている。

【００６８】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【００６９】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。冷房運転時において、主冷媒
回路Ａでは、四方弁２を図５中の実線のように設定する
ことで、主冷媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧
縮機１で圧縮され高温高圧となり、ガス冷媒として四方
弁２を経て熱源側中間熱交換器９に導入される。熱源側
中間熱交換器９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換
し、放熱して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧
器３で減圧されて低温低圧の二相状態となり、利用側中
間熱交換器８に導入される。利用側中間熱交換器８内
で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発し
ガス冷媒となる。このガス冷媒は、四方弁２を経て、補
助熱交換器１５に導入された後、再び圧縮機１に吸入さ
れる。冷房運転時においては、後述するように、補助熱
交換器１５は、主冷媒と利用側冷媒との間での熱交換を
実質的に行わない。

【００７０】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、利用側熱交換器
４に導入され、利用側熱交換器４で、利用側（例えば室
内空気）を冷却する。さらに、利用側冷媒は、渡り配管
２３を通って、利用側中間熱交換器８に導入され、利用
側中間熱交換器８内で、前述したように、主冷媒と熱交
換し冷却される。その後、利用側冷媒は、開状態の第一
流量調節弁１７および閉状態の第二流量調節弁１８によ
り補助熱交換器１５をバイパスするバイパス回路１６に
流入し、逆止弁１９により、再び利用側ポンプ５に吸入
される。

【００７１】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、熱源
側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。その後、熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入さ
れ、熱源側熱交換器６で熱源側（例えば室外空気）に放
熱した後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【００７２】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
るが、バイパス回路１６、第一流量調節弁１７および第
二流量調節弁１８により補助熱交換器１５をバイパスし
ているので、第１の実施の形態の冷房運転時と同様の動
作となる。

【００７３】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図５中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒
は、利用側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再
び圧縮機１に吸入される。

【００７４】利用側冷媒回路Ｂでは、利用側ポンプ５に
より、利用側冷媒は破線矢印方向に流れる。利用側ポン
プ５により吐出された利用側冷媒は、渡り配管２４を通
って、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交換器４
で利用側（例えば室内空気）を加熱する。その後、利用
側冷媒は、渡り配管２３を通って、利用側中間熱交換器
８に導入され、利用側中間熱交換器８内で前述したよう
に主冷媒と熱交換し加熱される。その後、利用側冷媒
は、閉状態の第一流量調節弁１７および開状態の第二流
量調節弁１８により補助熱交換器１５に導入される。補
助熱交換器１５で、前述したように主冷媒と熱交換し、
冷却され逆止弁１９を介して再び利用側ポンプ５に吸入
される。

【００７５】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は破線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入され、前述したように主冷媒と熱交換し冷
却される。その後、熱源側熱交換器６に導入され、熱源
側熱交換器６で、熱源側（例えば室外空気）より吸熱し
た後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【００７６】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、主冷媒は、利用側冷媒により加熱される
ため、圧縮機１の吸入温度を上昇させ、過熱度（ＳＨ）
が大きくなる。図４で示したように、過熱度（ＳＨ）が
大きくなると主冷媒回路Ａでの成績係数（ＣＯＰ）が向
上するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能
となる。

【００７７】また、利用側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、利用側ポンプ５
に吸入される冷媒の密度が大きくなることから、利用側
冷媒回路を流れる流量が増加する。この結果、利用側中
間熱交換器８および利用側熱交換器４での熱交換量が増
加するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能
となる。

【００７８】以上の構成により、可燃性や毒性を有する
主冷媒を利用側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直
接流さず、利用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換
することで、利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から
冷媒が漏洩することを防止できる。

【００７９】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ型熱交換器に
比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少ないという特徴
を有するプレート式熱交換器を用いることで、フィンア
ンドチューブ型熱交換器である利用側熱交換器４および
熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流していた従来の構
成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷媒の冷媒封入
量を低減することができる。

【００８０】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【００８１】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、冷凍サイクル装置の効率よい運転が可能となる。

【００８２】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【００８３】なお、本実施の形態では、暖房運転時のみ
に補助熱交換器１５に利用側冷媒を流す方法として、第
一流量調節弁１７、第二流量調節弁１８、逆止弁１９を
用いた例を示したが、これ以外の方法、例えば、二つの
三方弁を用いる方法であってもよい。

【００８４】また、バイパス回路１６、第一流量調節弁
１７、第二流量調節弁１８、逆止弁１９を設けず、冷房
運転時にも、補助熱交換器１５に利用側冷媒を流入さ
せ、主冷媒と熱交換させてもよい。この場合の冷房運転
時における冷凍サイクル装置の効率は、バイパス回路１
６等を設けた場合に比して、若干悪くなる。

【００８５】さらに、冷房運転時、暖房運転時を問わ
ず、第一流量調節弁１７および第二流量調節弁１８の開
度を調節し、補助熱交換器１５での熱交換量を増減させ
ることで、より効率のよい冷凍サイクルとなるように制
御してもよい。

【００８６】また、本実施の形態においては、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とす
ることによって、機器の小型化を図るとともに、本発明
の熱交換手段（補助熱交換器１５）を備えることによっ
て、冷凍サイクルの高効率化を図っているが、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とし
ない場合であっても、本発明の熱交換手段を備えること
による冷凍サイクルの高効率化を図ることができるとい
う効果は得られる。

【００８７】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図６に
示す。本実施の形態における冷凍サイクル装置が、第３
の実施の形態における冷凍サイクル装置と異なるのは、
利用側冷媒、熱源側冷媒の流れ方向が第３の実施の形態
のものと逆方向であり、それに伴い、第一流量調整弁１
７、第二流量調整弁１８、逆止弁１９の取り付け位置が
異なっていることに関する点である。したがって、本実
施の形態において、第３の実施の形態と基本的に同様の
ものについては、同一符号を付与し、構成に関する説明
を省略する。また、特に説明のないものについては、第
３の実施の形態と同じとする。

【００８８】この冷凍サイクル装置の動作について説明
する。

【００８９】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図６中の実線のように設定することで、主冷
媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧縮
され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て熱
源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器
９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して凝
縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧され
て低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８に
導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、利
用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒となる。
このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助熱交換器１５に
導入される。補助熱交換器１５で主冷媒は、利用側冷媒
と熱交換することで、加熱された後、再び圧縮機１に吸
入される。

【００９０】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、閉状態の第一流量調節弁１７および開状
態の第二流量調節弁１８により補助熱交換器１５に導入
される。補助熱交換器１５で、前述したように主冷媒と
熱交換し冷却され、逆止弁１９を介して利用側中間熱交
換器８に導入される。利用側中間熱交換器８内で、利用
側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し冷却され
る。さらに、渡り配管２３を通って、利用側熱交換器４
に導入され、利用側熱交換器４で利用側（例えば室内空
気）を冷却する。その後、利用側冷媒は、渡り配管２４
を通って、再び利用側ポンプ５に吸入される。

【００９１】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器
６に導入され、熱源側熱交換器６で、熱源側（例えば室
外空気）に放熱する。その後、熱源側冷媒は、熱源側中
間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内
で、熱源側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し
加熱される。その後、再び熱源側ポンプ７に吸入され
る。

【００９２】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、第一中間熱交換器８での効率よい熱交換
が可能となる。これについて、図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、補助熱交換器１５が設けられていない場
合の利用側中間熱交換器８内の主冷媒と利用側冷媒の温
度分布を示している。主冷媒と利用側冷媒の流れ方向が
同じ方向である平行流での熱交換となることから、主冷
媒の加熱度（ＳＨ）を大きくしようとすると、利用側中
間熱交換器８出口での主冷媒と利用側冷媒の温度差（図
７中の（イ））が小さくなる。これに対し、本実施の形
態では、補助熱交換器１５が設けられていることによ
り、利用側中間熱交換器８内で主冷媒の加熱度（ＳＨ）
を大きくとる必要がなく、図７（ｂ）のように、利用側
中間熱交換器８出口での主冷媒と利用側冷媒の温度差
（図７中の（ロ））が大きくとれるため、効率のよい熱
交換が可能となる。その後、主冷媒は、補助熱交換器１
５内で利用側ポンプ５により昇温された利用側冷媒によ
り加熱されるため、過熱度（ＳＨ）が大きくとることが
できる。その結果、図４に示すように、過熱度（ＳＨ）
が大きくなると主冷媒回路Ａでの成績係数（ＣＯＰ）が
向上するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可
能となる。

【００９３】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図６中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入された後、再び圧縮機１に吸入され
る。暖房運転時においては、後述するように、補助熱交
換器１５は、主冷媒と利用側冷媒との間での熱交換を実
質的に行わない。

【００９４】利用側冷媒回路Ｂでは、利用側ポンプ５に
より、利用側冷媒は破線矢印方向に流れる。利用側冷媒
は、開状態の第一流量調節弁１７および閉状態の第二流
量調節弁１８により補助熱交換器１５をバイパスするバ
イパス回路１６に流入し、逆止弁１９により、利用側中
間熱交換器８に導入される。利用側中間熱交換器８内
で、利用側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し
加熱される。さらに、渡り配管２３を通って、利用側熱
交換器４に導入され、利用側熱交換器４で利用側（例え
ば室内空気）を加熱する。その後、利用側冷媒は、渡り
配管２４を通って、再び利用側ポンプ５に吸入される。

【００９５】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は破線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側熱交換器
６に導入され、熱源側熱交換器６で、熱源側（例えば室
外空気）より吸熱する。さらに、熱源側冷媒は、熱源側
中間熱交換器９に導入され、熱源側中間熱交換器９内
で、前述したように、主冷媒と熱交換し冷却される。そ
の後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【００９６】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
るが、バイパス回路１６、第一流量調節弁１７および第
二流量調節弁１８により補助熱交換器１５をバイパスし
ているので、第１の実施の形態の暖房運転時と同様の動
作となる。

【００９７】以上の構成により、可燃性や毒性を有する
主冷媒を利用側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直
接流さず、利用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換
することで、利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から
冷媒が漏洩することを防止できる。

【００９８】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ型熱交換器に
比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少ないという特徴
を有するプレート式熱交換器を用いることで、フィンア
ンドチューブ型熱交換器である利用側熱交換器４および
熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流していた従来の構
成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷媒の冷媒封入
量を低減することができる。

【００９９】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【０１００】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、利用側中間熱交換器８内の冷媒の流れ方向が平行流
となる場合でも、効率の良い熱交換が可能となり、その
結果、冷凍サイクル装置の効率よい運転が可能となる。

【０１０１】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【０１０２】なお、本実施の形態では、冷房運転時のみ
に補助熱交換器１５に利用側冷媒を流す方法として、第
一流量調節弁１７、第二流量調節弁１８、逆止弁１９を
用いた例を示したが、これ以外の方法、例えば、二つの
三方弁を用いる方法であってもよい。

【０１０３】また、バイパス回路１６、第一流量調節弁
１７、第二流量調節弁１８、逆止弁１９を設けず、暖房
運転時にも、補助熱交換器１５に利用側冷媒を流入さ
せ、主冷媒と熱交換させてもよい。この場合の暖房転時
における冷凍サイクル装置の効率は、バイパス回路１６
等を設けた場合に比して、若干悪くなる。

【０１０４】さらに、冷房運転時、暖房運転時を問わ
ず、第一流量調節弁１７および第二流量調節弁１８の開
度を調節し、補助熱交換器１５での熱交換量を増減させ
ることで、より効率のよい冷凍サイクルとなるように制
御してもよい。

【０１０５】また、本実施の形態においては、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とす
ることによって、機器の小型化を図るとともに、本発明
の熱交換手段（補助熱交換器１５）を備えることによっ
て、冷凍サイクルの高効率化を図っているが、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とし
ない場合であっても、本発明の熱交換手段を備えること
による冷凍サイクルの高効率化を図ることができるとい
う効果は得られる。

【０１０６】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図８に
示す。本実施の形態において、第１の実施の形態と基本
的に同様のものについては、同一符号を付与する。

【０１０７】図８に示すように、本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器
１５が配管１０により接続されたものであり、内部に主
冷媒として、例えば、プロパンなどの可燃性を有する冷
媒が封入されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交
換器４、利用側ポンプ５、利用側中間熱交換器８が配管
１１により接続されたものであり、内部に利用側冷媒と
して、例えばプロピレングリコール系ブラインが封入さ
れている。熱源側冷媒回路Ｃは、熱源側熱交換器６、熱
源側中間熱交換器９、補助熱交換器１５、熱源側ポンプ
７が配管１２により接続されたものであり、内部に熱源
側冷媒として、例えばプロピレングリコール系ブライン
が封入されている。

【０１０８】本実施の形態では、利用側ポンプ５および
熱源側ポンプ７は、モータなどの、駆動手段１９および
２０によりそれぞれ駆動されている。また、利用側ポン
プ５と熱源側ポンプ７は、冷媒の吸入・吐出口を切り替
えることが可能な可逆ポンプではなく、一方向のみに流
体を吸入・吐出できるポンプとしている。

【０１０９】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、利用側ポン
プ５、駆動手段１９は、ファン（図示せず）等ととも
に、熱源側（例えば室外）に設置された筐体２２内に収
納され、利用側熱交換器４は、ファン（図示せず）等と
ともに、利用側（例えば室内）に設置された筐体２１内
に収納されている。配管１１には、筐体２１と筐体２２
とを接続する渡り配管２３および２４が含まれている。

【０１１０】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【０１１１】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。

【０１１２】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図８中の実線のように設定することで、主冷
媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧縮
され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て熱
源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器
９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して凝
縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧され
て低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８に
導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、利
用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒となる。
その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助熱交換
器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒は、熱
源側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再び圧縮
機１に吸入される。

【０１１３】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１９によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、利用側中間熱交換器８に導入される。利
用側中間熱交換器８内で、利用側冷媒は、前述したよう
に、主冷媒と熱交換し冷却される。さらに、渡り配管２
３を通って、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交
換器４で利用側（例えば室内空気）を冷却する。その
後、利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、再び利用側
ポンプ５に吸入される。

【０１１４】熱源側冷媒回路Ｃでは、駆動手段２０によ
り駆動される熱源側ポンプ７によって、熱源側冷媒は実
線矢印方向に流れる。熱源側ポンプ７により吐出された
熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入され、熱源側熱
交換器６で、熱源側（例えば室外空気）に放熱する。そ
の後、熱源側冷媒は、熱源側中間熱交換器９に導入され
る。熱源側中間熱交換器９内で、熱源側冷媒は、前述し
たように、主冷媒と熱交換し加熱される。その後、補助
熱交換器１５に導入され、前述したように主冷媒と熱交
換し冷却された後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【０１１５】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、圧縮機１に吸入される主冷媒は、熱源側
冷媒により加熱されるため、圧縮機１の吸入温度を上昇
させ、過熱度（ＳＨ）が大きくなる。図４に示すよう
に、過熱度（ＳＨ）が大きくなると主冷媒回路Ａでの成
績係数（ＣＯＰ）が向上するため、冷凍サイクル装置の
効率のよい運転が可能となる。

【０１１６】また、熱源側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、熱源側ポンプ７
に吸入される冷媒の密度が大きくなることから、熱源側
冷媒回路を流れる流量が増加する。この結果、熱源側中
間熱交換器９および熱源側熱交換器６での熱交換量が増
加するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能
となる。

【０１１７】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図８中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再
び圧縮機１に吸入される。

【０１１８】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１９によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は破
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、利用側中間熱交換器８に導入される。利
用側中間熱交換器８内で、利用側冷媒は、前述したよう
に、主冷媒と熱交換し加熱される。さらに、渡り配管２
３を通って、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交
換器４で利用側（例えば室内空気）を加熱する。その
後、利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、再び利用側
ポンプ５に吸入される。

【０１１９】熱源側冷媒回路Ｃでは、駆動手段２０によ
り駆動される熱源側ポンプ７によって、熱源側冷媒は破
線矢印方向に流れる。熱源側ポンプ７により吐出された
熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入され、熱源側熱
交換器６で、熱源側（例えば室外空気）より吸熱する。
さらに、熱源側冷媒は、熱源側中間熱交換器９に導入さ
れ、熱源側中間熱交換器９内で、前述したように、主冷
媒と熱交換し冷却される。その後、補助熱交換器１５に
導入され、前述したように主冷媒と熱交換しさらに冷却
された後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【０１２０】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、主冷媒は、熱源側冷媒により加熱される
ため、圧縮機１の吸入温度を上昇させ、過熱度（ＳＨ）
が大きくなる。冷房運転時と同様に、図４に示すよう
に、過熱度（ＳＨ）が大きくなると主冷媒回路Ａでの成
績係数（ＣＯＰ）が向上するため、冷凍サイクル装置の
効率のよい運転が可能となる。

【０１２１】また、熱源側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、熱源側ポンプ７
に吸入される冷媒の密度が大きくなることから、利用側
冷媒回路を流れる流量が増加する。この結果、熱源側中
間熱交換器９および熱源側熱交換器６での熱交換量が増
加するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能
となる。

【０１２２】以上の構成により、利用側中間熱交換器８
および熱源側中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ
型熱交換器に比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少な
いという特徴を有するプレート式熱交換器を用いること
で、フィンアンドチューブ型熱交換器である利用側熱交
換器４および熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流して
いた従来の構成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷
媒の冷媒封入量を低減することができる。

【０１２３】また、可燃性や毒性を有する主冷媒を利用
側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直接流さず、利
用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換することで、
利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から冷媒が漏洩す
ることを防止できる。

【０１２４】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、冷凍サイクル装置の効率よい運転が可能となる。

【０１２５】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の高効率化を達成することができる。

【０１２６】なお、本実施の形態でも、第１〜第４の実
施の形態で説明したような、利用側ポンプ５および熱源
側ポンプ７の駆動源を同一の駆動手段とすることで、機
器の小型化が可能となることは明らかである。

【０１２７】また、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、一方向のみに流体を吸入・吐出できるポンプとし、
冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とならないような
構成となっているが、これらのポンプを冷媒の吸入・吐
出口を切り替えることが可能な可逆ポンプとする場合に
も冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防止、循
環装置の小型化といった本発明の効果は損なわれるもの
ではない。さらに、例えば、第１の実施の形態で説明し
たように、利用側冷媒回路Ｂあるいは熱源側冷媒回路Ｃ
に、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向の切り替えること
のできるように、切り替え弁や逆止弁を設けてもよい。

【０１２８】（第６の実施の形態）本発明の第６の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図９に
示す。本実施の形態において、第１の実施の形態と基本
的に同様のものについては、同一符号を付与する。

【０１２９】図９に示すように、本実施の形態における
冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器
１５が配管１０により接続されたものであり、内部に主
冷媒として、例えば、プロパンなどの可燃性を有する冷
媒が封入されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交
換器４、補助熱交換器１５、利用側中間熱交換器８、利
用側ポンプ５が配管１１により接続されたものであり、
内部に利用側冷媒として、例えばプロピレングリコール
系ブラインが封入されている。熱源側冷媒回路Ｃは、熱
源側熱交換器６、熱源側ポンプ７、熱源側中間熱交換器
９が配管１２により接続されたものであり、内部に熱源
側冷媒として、例えばプロピレングリコール系ブライン
が封入されている。

【０１３０】利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、モー
タなどの、同一の駆動手段１３により駆動されている。
また、本実施の形態では、利用側ポンプ５と熱源側ポン
プ７は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが可能な
可逆ポンプではなく、一方向のみに流体を吸入・吐出で
きるポンプとしている。

【０１３１】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、補助熱交換
器１５、利用側ポンプ５、駆動手段１３は、ファン（図
示せず）等とともに、熱源側（例えば室外）に設置され
た筐体２２内に収納され、利用側熱交換器４は、ファン
（図示せず）等とともに、利用側（例えば室内）に設置
された筐体２１内に収納されている。配管１１には、筐
体２１と筐体２２とを接続する渡り配管２３および２４
が含まれている。

【０１３２】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【０１３３】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。

【０１３４】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図９中の実線のように設定することで、主冷
媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧縮
され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て熱
源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換器
９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して凝
縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧され
て低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８に
導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、利
用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒となる。
このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助熱交換器１５に
導入される。補助熱交換器１５で主冷媒は、利用側冷媒
と熱交換することで、加熱された後、再び圧縮機１に吸
入される。

【０１３５】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、利用側熱交換器
４に導入され、利用側熱交換器４で利用側（例えば室内
空気）を冷却する。さらに、利用側冷媒は、渡り配管２
３を通って、補助熱交換器１５に導入され、補助熱交換
器１５で、前述したように主冷媒と熱交換し冷却され
る。その後、利用側冷媒は、利用側中間熱交換器８に導
入され、利用側中間熱交換器８内で、前述したように、
主冷媒と熱交換しさらに冷却され、再び利用側ポンプ５
に吸入される。

【０１３６】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、熱源
側冷媒は、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され
る。その後、熱源側冷媒は、熱源側熱交換器６に導入さ
れ、熱源側熱交換器６で熱源側（例えば室外空気）に放
熱した後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【０１３７】ここで、補助熱交換器１５内で熱交換を行
うのは、利用側中間熱交換器８から流出した主冷媒と利
用側中間熱交換器８へ流入する利用側冷媒であり、結
局、補助熱交換器１５は、利用側中間熱交換器８での熱
交換量を増大させた場合、すなわち利用側中間熱交換器
８を大型化した場合と同等の作用を行う。この結果、冷
凍サイクル装置の効率よい運転や利用側中間熱交換器８
の小型化が可能となる。

【０１３８】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図９中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒
は、利用側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再
び圧縮機１に吸入される。

【０１３９】利用側冷媒回路Ｂでは、利用側ポンプ５に
より、利用側冷媒は破線矢印方向に流れる。利用側ポン
プ５により吐出された利用側冷媒は、渡り配管２４を通
って、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交換器４
で利用側（例えば室内空気）を加熱する。さらに、利用
側冷媒は、渡り配管２３を通って、補助熱交換器１５に
導入され、補助熱交換器１５で、前述したように主冷媒
と熱交換し冷却される。その後、利用側冷媒は、利用側
中間熱交換器８に導入され、利用側中間熱交換器８内
で、前述したように、主冷媒と熱交換し加熱され、再び
利用側ポンプ５に吸入される。

【０１４０】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は破線矢印方向に流れる。熱源側ポ
ンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側中間熱交
換器９に導入され、前述したように主冷媒と熱交換し冷
却される。その後、熱源側熱交換器６に導入され、熱源
側熱交換器６で、熱源側（例えば室外空気）より吸熱し
た後、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【０１４１】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、主冷媒は、利用側冷媒により加熱される
ため、圧縮機１の吸入温度を上昇させ、過熱度（ＳＨ）
が大きくなる。図４に示すように、過熱度（ＳＨ）が大
きくなると主冷媒回路Ａでの成績係数（ＣＯＰ）が向上
するため、冷凍サイクル装置の効率のよい運転が可能と
なる。

【０１４２】また、利用側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、利用側中間熱交
換器８での入口温度が低下し、主冷媒との温度差が大き
くなることから、効率のよい熱交換が可能となる。この
結果、冷凍サイクル装置の効率よい運転や利用側中間熱
交換器の小型化が可能となる。

【０１４３】以上の構成により、可燃性や毒性を有する
主冷媒を利用側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直
接流さず、利用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換
することで、利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から
冷媒が漏洩することを防止できる。

【０１４４】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ型熱交換器に
比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少ないという特徴
を有するプレート式熱交換器を用いることで、フィンア
ンドチューブ型熱交換器である利用側熱交換器４および
熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流していた従来の構
成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷媒の冷媒封入
量を低減することができる。

【０１４５】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【０１４６】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、冷凍サイクル装置の効率よい運転や利用側中間熱交
換器８の小型化が可能となる。

【０１４７】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【０１４８】なお、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、一方向のみに流体を吸入・吐出できるポンプとし、
冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とならないような
構成となっているが、これらのポンプを冷媒の吸入・吐
出口を切り替えることが可能な可逆ポンプとする場合に
も冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防止、循
環装置の小型化といった本発明の効果は損なわれるもの
ではない。さらに、例えば、第１の実施の形態で説明し
たように、利用側冷媒回路Ｂあるいは熱源側冷媒回路Ｃ
に、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向の切り替えること
のできるように、切り替え弁や逆止弁を設けてもよい。

【０１４９】また、本実施の形態においては、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とす
ることによって、機器の小型化を図るとともに、本発明
の熱交換手段（補助熱交換器１５）を備えることによっ
て、機器の小型化および冷凍サイクルの高効率化を図っ
ているが、利用側ポンプおよび熱源側ポンプの駆動源を
同一の駆動手段としない場合であっても、本発明の熱交
換手段を備えることによる機器の小型化および冷凍サイ
クルの高効率化を図ることができるという効果は得られ
る。

【０１５０】（第７の実施の形態）本発明の第７の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図１０
に示す。本実施の形態において、第１の実施の形態と基
本的に同様のものについては、同一符号を付与する。

【０１５１】図１０に示すように、本実施の形態におけ
る冷凍サイクル装置は、主冷媒回路Ａ、利用側冷媒回路
Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃの３つの閉回路を備えている。主
冷媒回路Ａは、圧縮機１、四方弁２、熱源側中間熱交換
器９、減圧器３、利用側中間熱交換器８、補助熱交換器
１５が配管１０により接続されたものであり、内部に主
冷媒として、例えば、プロパンなどの可燃性を有する冷
媒が封入されている。利用側冷媒回路Ｂは、利用側熱交
換器４、利用側中間熱交換器８、利用側ポンプ５が配管
１１により接続されたものであり、内部に利用側冷媒と
して、例えばプロピレングリコール系ブラインが封入さ
れている。熱源側冷媒回路Ｃは、熱源側熱交換器６、補
助熱交換器１５、熱源側ポンプ７、熱源側中間熱交換器
９が配管１２により接続されたものであり、内部に熱源
側冷媒として、例えばプロピレングリコール系ブライン
が封入されている。

【０１５２】利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７は、モー
タなどの、同一の駆動手段１３により駆動されている。
また、本実施の形態では、利用側ポンプ５と熱源側ポン
プ７は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが可能な
可逆ポンプではなく、一方向のみに流体を吸入・吐出で
きるポンプとしている。

【０１５３】主冷媒回路Ａと熱源側冷媒回路Ｃのすべて
の構成要素および、利用側中間熱交換器８、補助熱交換
器１５、利用側ポンプ５、駆動手段１３は、ファン（図
示せず）等とともに、熱源側（例えば室外）に設置され
た筐体２２内に収納され、利用側熱交換器４は、ファン
（図示せず）等とともに、利用側（例えば室内）に設置
された筐体２１内に収納されている。配管１１には、筐
体２１と筐体２２とを接続する渡り配管２３および２４
が含まれている。

【０１５４】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９には、プレート式熱交換器が用いられて
いる。

【０１５５】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。

【０１５６】冷房運転時において、主冷媒回路Ａでは、
四方弁２を図１０中の実線のように設定することで、主
冷媒は実線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機１で圧
縮され高温高圧となり、ガス冷媒として四方弁２を経て
熱源側中間熱交換器９に導入される。熱源側中間熱交換
器９内で、主冷媒は、熱源側冷媒と熱交換し、放熱して
凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減圧さ
れて低温低圧の二相状態となり、利用側中間熱交換器８
に導入される。利用側中間熱交換器８内で、主冷媒は、
利用側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒とな
る。このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助熱交換器１
５に導入された後、再び圧縮機１に吸入される。

【０１５７】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り駆動される利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は実
線矢印方向に流れる。利用側ポンプ５により吐出された
利用側冷媒は、利用側中間熱交換器８に導入される。利
用側中間熱交換器８内で、利用側冷媒は、前述したよう
に、主冷媒と熱交換し冷却される。さらに、渡り配管２
３を通って、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交
換器４で利用側（例えば室内空気）を冷却する。その
後、利用側冷媒は、渡り配管２４を通って、再び利用側
ポンプ５に吸入される。熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側
ポンプ５と同様に駆動手段１３により駆動される熱源側
ポンプ７によって、熱源側冷媒は実線矢印方向に流れ
る。熱源側ポンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱
源側熱交換器６に導入され、熱源側熱交換器６で、熱源
側（例えば室外空気）に放熱する。さらに、熱源側冷媒
は、補助熱交換器１５に導入され、補助熱交換器１５
で、前述したように主冷媒と熱交換し冷却される。その
後、熱源側冷媒は、熱源側中間熱交換器９に導入され、
熱源側中間熱交換器９内で、前述したように、主冷媒と
熱交換し加熱され、再び利用側ポンプ７に吸入される。

【０１５８】ここで、補助熱交換器１５が設けられてい
ることにより、圧縮機１に吸入される主冷媒は、熱源側
冷媒により加熱されるため、圧縮機１の吸入温度を上昇
させ、過熱度（ＳＨ）が大きくなる。図４に示すよう
に、過熱度（ＳＨ）が大きくなると主冷媒回路Ａでの成
績係数（ＣＯＰ）が向上するため、冷凍サイクル装置の
効率のよい運転が可能となる。

【０１５９】また、熱源側冷媒は、補助熱交換器１５に
おいて、主冷媒により冷却されるため、熱源側中間熱交
換器９での入口温度が低下し、主冷媒との温度差が大き
くなることから、効率のよい熱交換が可能となる。この
結果、冷凍サイクル装置の効率よい運転や熱源側中間熱
交換器の小型化が可能となる。

【０１６０】一方、暖房運転時において、主冷媒回路Ａ
では、四方弁２を図１０中の破線のように設定すること
で、主冷媒は破線矢印方向に流れる。主冷媒は、圧縮機
１で圧縮され高温高圧となりガス冷媒として四方弁２を
経て利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、主冷媒は、利用側冷媒と熱交換し、放熱
して凝縮し液冷媒となる。この液冷媒は、減圧器３で減
圧されて低温低圧の二相状態となり、熱源側中間熱交換
器９に導入される。熱源側中間熱交換器９内で、主冷媒
は、熱源側冷媒と熱交換し、吸熱して蒸発しガス冷媒と
なる。その後、このガス冷媒は、四方弁２を経て、補助
熱交換器１５に導入される。補助熱交換器１５で主冷媒
は、利用側冷媒と熱交換することで、加熱された後、再
び圧縮機１に吸入される。

【０１６１】利用側冷媒回路Ｂでは、駆動手段１３によ
り利用側ポンプ５によって、利用側冷媒は破線矢印方向
に流れる。利用側ポンプ５により吐出された利用側冷媒
は、利用側中間熱交換器８に導入される。利用側中間熱
交換器８内で、利用側冷媒は、前述したように、主冷媒
と熱交換し加熱される。さらに、渡り配管２３を通っ
て、利用側熱交換器４に導入され、利用側熱交換器４で
利用側（例えば室内空気）を加熱する。その後、利用側
冷媒は、渡り配管２４を通って、再び利用側ポンプ５に
吸入される。

【０１６２】熱源側冷媒回路Ｃでは、利用側ポンプ５と
同様に駆動手段１３により駆動される熱源側ポンプ７に
よって、熱源側冷媒は破線線矢印方向に流れる。熱源側
ポンプ７により吐出された熱源側冷媒は、熱源側熱交換
器６に導入され、熱源側熱交換器６で、熱源側（例えば
室外空気）より吸熱する。さらに、熱源側冷媒は、補助
熱交換器１５に導入され、補助熱交換器１５で、前述し
たように主冷媒と熱交換し冷却される。その後、熱源側
冷媒は、熱源側中間熱交換器９に導入され、熱源側中間
熱交換器９内で、前述したように、主冷媒と熱交換しさ
らに冷却され、再び熱源側ポンプ７に吸入される。

【０１６３】ここで、補助熱交換器１５内で熱交換を行
うのは、熱源側中間熱交換器９から流出した主冷媒と熱
源側中間熱交換器９へ流入する熱源側冷媒であり、結
局、補助熱交換器１５は、熱源側中間熱交換器９での熱
交換量を増大させた場合、すなわち熱源側中間熱交換器
９を大型化した場合と同等の作用を行う。この結果、冷
凍サイクル装置の効率よい運転や熱源側中間熱交換器９
の小型化が可能となる。

【０１６４】以上の構成により、可燃性や毒性を有する
主冷媒を利用側熱交換器４および熱源側熱交換器６に直
接流さず、利用側冷媒または熱源側冷媒を介して熱交換
することで、利用側熱交換器４や熱源側熱交換器６から
冷媒が漏洩することを防止できる。

【０１６５】また、利用側中間熱交換器８および熱源側
中間熱交換器９に、フィンアンドチューブ型熱交換器に
比較して、熱交換器内の冷媒滞留量が少ないという特徴
を有するプレート式熱交換器を用いることで、フィンア
ンドチューブ型熱交換器である利用側熱交換器４および
熱源側熱交換器６内に主冷媒を直接流していた従来の構
成に比較して、可燃性や毒性を有する主冷媒の冷媒封入
量を低減することができる。

【０１６６】さらに、利用側ポンプ５および熱源側ポン
プ７の駆動源を同一の駆動手段１３とすることで、利用
側冷媒および熱源側冷媒の循環に必要な構成要素を小型
化できる。

【０１６７】また、補助熱交換器１５を設けることによ
り、冷凍サイクル装置の効率よい運転や熱源側中間熱交
換器９の小型化が可能となる。

【０１６８】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【０１６９】なお、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、一方向のみに流体を吸入・吐出できるポンプとし、
冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とならないような
構成となっているが、これらのポンプを冷媒の吸入・吐
出口を切り替えることが可能な可逆ポンプとする場合に
も冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防止、循
環装置の小型化といった本発明の効果は損なわれるもの
ではない。さらに、例えば、第１の実施の形態で説明し
たように、利用側冷媒回路Ｂあるいは熱源側冷媒回路Ｃ
に、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向の切り替えること
のできるように、切り替え弁や逆止弁を設けてもよい。

【０１７０】また、本実施の形態においては、利用側ポ
ンプおよび熱源側ポンプの駆動源を同一の駆動手段とす
ることによって、機器の小型化を図るとともに、本発明
の熱交換手段（補助熱交換器１５）を備えることによっ
て、機器の小型化および冷凍サイクルの高効率化を図っ
ているが、利用側ポンプおよび熱源側ポンプの駆動源を
同一の駆動手段としない場合であっても、本発明の熱交
換手段を備えることによる機器の小型化および冷凍サイ
クルの高効率化を図ることができるという効果は得られ
る。

【０１７１】（第８の実施の形態）本発明の第８の実施
の形態における冷凍サイクル装置の概略構成図を図１１
に示す。本実施の形態における冷凍サイクル装置が、第
１の実施の形態における冷凍サイクル装置と異なるの
は、第１の実施の形態の構成要素に加え、駆動手段１３
の駆動周波数を変更する駆動周波数変更手段２５と、利
用側中間熱交換器８内の主冷媒の温度を検出する第一温
度検出手段２６と、熱源側中間熱交換器９内の主冷媒の
温度を検出する第二温度検出手段２７と、圧縮機の運転
周波数や、第一温度検出手段および第二温度検出手段か
らの信号を入力として、駆動周波数変更手段２５を制御
する駆動周波数制御手段２８を備えていることに関する
点である。したがって、本実施の形態において、第１の
実施の形態と基本的に同様のものについては、同一符号
を付与し、構成に関する説明を省略する。また、特に説
明のないものについては、第１の実施の形態と同じとす
る。

【０１７２】次に、このような構成の冷凍サイクル装置
の動作について説明する。冷凍サイクルの基本動作につ
いては、第１の実施の形態における冷凍サイクル装置と
同一であるので、ここでは異なっている点、すなわち駆
動手段１３の駆動周波数の制御を行う動作について説明
する。

【０１７３】冷房運転時において、利用側（例えば室内
空気）の温度が上昇した場合や、使用者から温度を低下
させる要求があった場合には、圧縮機の運転周波数を上
げ、主冷媒回路Ａの冷凍能力を上げる必要がある。この
とき、利用側中間熱交換器８で主冷媒が吸熱する熱量
と、熱源側中間熱交換器９で、主冷媒が放熱する熱量は
増加する。ここで、圧縮機の運転周波数の増加に伴い、
駆動周波数変更手段２５を制御し、駆動手段１３の駆動
周波数を上げ、利用側ポンプ５の吐出量を増加させて、
利用側冷媒の流量を増加させることで、利用側中間熱交
換器８での利用側冷媒の放熱量と利用側熱交換器４での
利用側冷媒の吸熱量を増加させることができるために、
利用側中間熱交換器８での主冷媒の吸熱量の増加に素早
く対応することができる。同様に、熱源側ポンプ７の吐
出量を増加させて、熱源側冷媒の流量を増加させること
で、熱源側中間熱交換器９での熱源側冷媒の吸熱量と熱
源側熱交換器６での熱源側冷媒の放熱量を増加させるこ
とができるために、熱源側中間熱交換器９での主冷媒の
放熱量の増加に素早く対応することができる。したがっ
て、利用側の温度変化に素早く対応し、利用側の温度を
一定に保つことができるため、例えば、使用者に不快感
を与えたりすることがない。

【０１７４】次に、利用側の温度が一定の場合など、要
求される利用側熱交換器４の吸熱量が一定の場合につい
て説明する。利用側中間熱交換器８の利用側冷媒におい
て、同じ熱量を熱交換する場合でも、利用側冷媒の流量
が少なすぎると、主冷媒の蒸発温度は低下し、逆に、利
用側冷媒の流量が多すぎても、利用側中間熱交換器８で
の主冷媒と利用側冷媒の温度差が小さくなり、熱交換効
率が低下するために、主冷媒の蒸発温度が低下してしま
う。また、熱源側中間熱交換器９での熱源側冷媒の放熱
量も同様であり、熱源側冷媒の流量が少なすぎると、主
冷媒の凝縮温度は上昇し、逆に、熱源側冷媒の流量が多
すぎても、熱源側中間熱交換器９での主冷媒と熱源側冷
媒の温度差が小さくなり、熱交換効率が低下するため
に、主冷媒の凝縮温度が上昇してしまう。

【０１７５】図１２に示すように、蒸発温度が低下ある
いは、凝縮温度が上昇すると、圧縮機１の圧縮比が大き
くなり圧縮機１の入力が、図１２中の（イ）から（ロ）
に増加するために、冷凍サイクル装置の効率が低下して
しまう。

【０１７６】しかし、本実施の形態では、第一温度検出
手段２６（冷房運転時においては、本発明の蒸発温度検
出手段に対応する）、第二温度検出手段２７（冷房運転
時においては、本発明の凝縮温度検出手段に対応する）
により蒸発温度、凝縮温度を検出し、駆動周波数制御手
段２８により、蒸発温度が最高温度となり、凝縮温度が
最低温度となるように、駆動周波数変更手段２５を制御
することにより、利用側ポンプ５および熱源側ポンプ７
の吐出量すなわち利用側冷媒、熱源側冷媒の流量が調整
されることから、冷凍サイクル装置の効率が低下するこ
とはない。

【０１７７】また、暖房運転時において、利用側（例え
ば室内空気）の温度が低下した場合や、使用者から温度
を上昇させる要求があった場合には、圧縮機の運転周波
数を上げ、主冷媒回路Ａの冷凍能力を上げる必要があ
る。このとき、利用側中間熱交換器８で主冷媒が放熱す
る熱量と、熱源側中間熱交換器９で、主冷媒が吸熱する
熱量は増加する。ここで、圧縮機の運転周波数の増加に
伴い、駆動周波数変更手段２５を制御し、駆動手段１３
の駆動周波数を上げ、利用側ポンプ５の吐出量を増加さ
せて、利用側冷媒の流量を増加させることで、利用側中
間熱交換器８での利用側冷媒の吸熱量と利用側熱交換器
４での利用側冷媒の放熱量を増加させることができるた
めに、利用側中間熱交換器８での主冷媒の放熱量の増加
に素早く対応することができる。同様に、熱源側ポンプ
７の吐出量を増加させて、熱源側冷媒の流量を増加させ
ることで、熱源側中間熱交換器９での熱源側冷媒の放熱
量と熱源側熱交換器６での熱源側冷媒の吸熱量を増加さ
せることができるために、熱源側中間熱交換器９での主
冷媒の吸熱量の増加に素早く対応することができる。し
たがって、利用側の温度変化に素早く対応し、利用側温
度を一定に保つことができるため、例えば、使用者に不
快感を与えたりすることがない。

【０１７８】次に、利用側の温度が一定の場合など、要
求される利用側熱交換器４の放熱量が一定の場合につい
て説明する。利用側中間熱交換器８の利用側冷媒におい
て、同じ熱量を熱交換する場合でも、利用側冷媒の流量
が少なすぎると、主冷媒の凝縮温度は上昇し、逆に、利
用側冷媒の流量が多すぎても、利用側中間熱交換器８で
の主冷媒と利用側冷媒の温度差が小さくなり、熱交換効
率が低下するために、主冷媒の凝縮温度が上昇してしま
う。また、熱源側中間熱交換器９での熱源側冷媒の吸熱
量も同様であり、熱源側冷媒の流量が少なすぎると、主
冷媒の蒸発温度は低下し、逆に、熱源側冷媒の流量が多
すぎても、熱源側中間熱交換器９での主冷媒と熱源側冷
媒の温度差が小さくなり、熱交換効率が低下するため
に、主冷媒の蒸発温度が上昇してしまう。

【０１７９】しかし、本実施の形態では、第一温度検出
手段２６（暖房運転時においては、本発明の凝縮温度検
出手段に対応する）、第二温度検出手段２７（暖房運転
時においては、本発明の蒸発温度検出手段に対応する）
により蒸発温度、凝縮温度を検出し、駆動周波数制御手
段２８により、蒸発温度が最高温度となり、凝縮温度が
最低温度となるように、駆動周波数変更手段２５を制御
することにより、利用側ポンプ５および熱源側ポンプ７
の吐出量すなわち利用側冷媒、熱源側冷媒の流量が調整
されることから、冷凍サイクル装置の効率が低下するこ
とはない。

【０１８０】したがって、本実施の形態によれば、可燃
性や毒性を有する冷媒を使用した冷凍サイクル装置にお
いて、冷媒封入量を低減するとともに、利用側熱交換器
だけでなく熱源側熱交換器からの冷媒の漏洩をも防止し
つつ、機器の小型化と高効率化を達成することができ
る。

【０１８１】なお、利用側ポンプ５と熱源側ポンプ７
は、冷媒の吸入・吐出口を切り替えることが可能な可逆
ポンプとし、冷房運転時、暖房運転時ともに対向流とな
るように構成しているが、対向流とならない構成とする
場合にも冷媒封入量の低減、熱交換器からの冷媒漏洩防
止、循環装置の小型化といった本発明の効果は損なわれ
るものではない。また、例えば、第１の実施の形態で説
明したように、利用側冷媒回路Ｂあるいは熱源側冷媒回
路Ｃに、ポンプが吐出する冷媒の流れ方向の切り替える
ことのできるように、切り替え弁や逆止弁を設けてもよ
い。

【０１８２】また、本実施の形態における冷凍サイクル
装置は、本発明の圧縮機運転周波数検出手段、蒸発温度
検出手段、凝縮温度検出手段の全てを備え、本発明の駆
動周波数制御手段は、前記各検出手段の出力に応じて利
用側ポンプおよび熱源側ポンプの駆動周波数を制御する
として説明したが、前記各手段のいずれか１つ、いずれ
か２つもしくは３つ全部を備え、備えられた各手段の出
力に応じて利用側ポンプおよび／または熱源側ポンプの
駆動周波数を制御するとしてもよい。

【０１８３】また、本発明の蒸発温度検出手段、凝縮温
度検出手段は、本実施の形態においては、主冷媒の温度
を検出するものとして説明したが、これ以外にも、例え
ば、主冷媒の圧力から蒸発、凝縮温度を算出するような
手段でもよいし、利用側冷媒や熱源側冷媒の温度から主
冷媒の蒸発、凝縮温度を算出するような手段であっても
よい。

【０１８４】なお、上述した第１〜第８の実施の形態に
おいて、利用側中間熱交換器および熱源側中間熱交換器
は、プレート式熱交換器としているが、これにこだわる
ものではなく、積層式熱交換器など、フィンアンドチュ
ーブ型熱交換器より熱交換器内の冷媒滞留量が少量とな
る熱交換器であればよい。

【０１８５】また、上述した第１〜第８の実施の形態に
おいて、主冷媒には、アンモニアやプロパンを例に説明
したが、これら以外の冷媒、特に可燃性や毒性を有する
冷媒、例えば、ブタンなど炭化水素を主成分とする冷媒
であってもよい。また、利用側冷媒、熱源側冷媒として
は、プロピレングリコール系ブラインを例としている
が、これ以外の水溶性のブライン（例えば、酢酸カリウ
ムや蟻酸カリウムなどを主成分とするブライン）や、非
水溶性のブライン（例えば、ハイドロフルオロエーテル
など）であってもよい。また、炭酸ガスのように相変化
を伴い熱搬送を行う冷媒であってもよい。また、利用側
冷媒と熱源側冷媒は、異なった冷媒でも良いし、同じ冷
媒であっても良い。利用側冷媒と熱源側冷媒を同じ冷媒
とした場合には、利用側冷媒回路や、熱源側冷媒回路を
構成する部材等を共有化でき、製造コストの削減や、メ
ンテナンス性の向上などといった利点を生じる。

【０１８６】さらに、第１〜第８の実施の形態で説明し
た流量調節弁の有無などは、第１〜第８の実施の形態で
説明した組み合わせに限定されることはなく、例えば、
第３の実施の形態や第４の実施の形態で説明したような
流量調節弁およびバイパス回路を第６の実施の形態の利
用側冷媒回路や第２、第５、第７の実施の形態の熱源側
冷媒回路に設けて、効率のよい運転状態となるように補
助熱交換器１５に流入する流量を制御してもよい。

【０１８７】また、第１〜第７の実施の形態において
も、第８の実施の形態に示したように、駆動手段の駆動
周波数変更手段を設けたり、駆動周波数を制御したりし
ても良い。また、流量調節弁を設けて、流量を調整する
ようにしても良い。

【０１８８】また、第１〜第８の実施の形態では、利用
側に設置された筐体２１と熱源側に設置された筐体２２
を、渡り配管２３および２４で、接続するものとして説
明したが、すべての構成要素を１つの筐体の中に収納す
るようにしても良いし、筐体に収めないとしてもよい。

【０１８９】さらに、第１〜第８の実施の形態では、１
台の熱源側熱交換器に対し１台の利用側熱交換器が接続
された場合を例として説明したが、冷媒封入量の多くな
る、１台の熱源側熱交換器に対し複数の利用側熱交換器
が接続されたマルチシステム空気調和機などの冷凍サイ
クル装置では、本発明の冷媒量削減の効果が大きくなる
ことは明らかである。

【０１９０】また、第２〜第８の実施の形態において、
利用側冷媒回路Ｂ、熱源側冷媒回路Ｃのうち、補助熱交
換器（本発明の熱交換手段に対応）が備えられていない
ほうの回路を廃し、それに対応する中間熱交換器を、直
接利用側もしくは熱源側と熱交換を行うものとした構成
であっても、従来のものと比較して、機器の小型化およ
び／または高効率化が図れるという効果は得られる。

【０１９１】また、第１〜第８の実施の形態において
は、冷暖房切換タイプまたは冷却加熱切換タイプの冷凍
サイクル装置について説明したが、これに限るものでは
なく、例えば、冷房もしくは暖房または冷却もしくは加
熱単独の機能を有するものであってもよい。

【０１９２】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、可燃性や毒性を有する冷媒の封入量を少
量に低減するとともに、機器の小型化および／または高
効率化が図れる冷凍サイクル装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の変形例の部分概略構成図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図４】過熱度（ＳＨ）と成績係数（ＣＯＰ）の関係図
である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図７】中間熱交換器内の温度分布図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態における冷凍サイク
ル装置の概略構成図である。

【図１０】本発明の第７の実施の形態における冷凍サイ
クル装置の概略構成図である。

【図１１】本発明の第８の実施の形態における冷凍サイ
クル装置の概略構成図である。

【図１２】本発明の第８の実施の形態における冷凍サイ
クル装置のモリエル線図である。

【符号の説明】

１圧縮機２四方弁３減圧器４利用側熱交換器５利用側ポンプ６熱源側熱交換器７熱源側ポンプ８利用側中間熱交換器９熱源側中間熱交換器１０配管１１配管１２配管１３駆動手段１４四方弁１５補助熱交換器１６バイパス回路１７第一流量調節弁１８第二流量調節弁１９駆動手段２０駆動手段２１利用側に設置された筐体２２熱源側に設置された筐体２３渡り配管２４渡り配管２５駆動周波数変更手段２６第一温度検出手段２７第二温度検出手段２８駆動周波数制御手段Ａ主冷媒回路Ｂ利用側冷媒回路Ｃ熱源側冷媒回路

フロントページの続き (72)発明者松尾光晴大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者吉田雄二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に利用側冷媒が封入
され、利用側熱交換器および利用側ポンプを有する利用
側冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入され、熱源側熱
交換器および熱源側ポンプを有する熱源側冷媒回路と、
前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒回路中に配置さ
れ、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間の熱交換を行う
利用側中間熱交換器と、前記主冷媒回路中および前記熱
源側冷媒回路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷
媒との間の熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える
冷凍サイクル装置において、前記利用側ポンプと前記熱
源側ポンプとを同一の駆動手段により駆動することを特
徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入
され、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源
側冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒
回路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイ
クル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段は、
前記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に
配置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側熱交
換器と前記熱源側ポンプとの間で前記熱源側中間熱交換
器を含まない側の経路上に配置されていることを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項３】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に利用側冷媒が封入
され、利用側熱交換器および利用側ポンプを有する利用
側冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒
回路中に配置され、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間
の熱交換を行う利用側中間熱交換器とを備える冷凍サイ
クル装置において、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間
の熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段は、
前記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に
配置され、前記利用側冷媒回路中では、前記利用側ポン
プと前記利用側中間熱交換器との間で前記利用側熱交換
器を含まない側の経路上に配置されていることを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項４】冷暖房運転を切り替える冷暖房切替手段
を備え、前記利用側冷媒回路は、前記熱交換手段を短絡
するバイパス経路と、前記熱交換手段および前記バイパ
ス経路への前記利用側冷媒の、流入の切替および／また
は流入量の調整を行う流入量調整手段とを有し、前記流
入量調整手段は、前記利用側中間熱交換器から前記熱交
換手段もしくは前記バイパス経路を経由して前記利用側
ポンプへ前記利用側冷媒が流れるように各機器が配置さ
れている場合は、暖房時にのみ前記熱交換手段へ前記利
用側冷媒が流入するように流入量の調整を行い、前記利
用側ポンプから前記熱交換手段もしくは前記バイパス経
路を経由して前記利用側中間熱交換器へ前記利用側冷媒
が流れるように各機器が配置されている場合は、冷房時
にのみ前記熱交換手段へ前記利用側冷媒が流入するよう
に流入量の調整を行うことを特徴とする請求項３に記載
の冷凍サイクル装置。
【請求項５】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入
され、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源
側冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒
回路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイ
クル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段は、
前記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に
配置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側中間
熱交換器と前記熱源側ポンプとの間で前記熱源側熱交換
器を含まない側の経路上に配置されていることを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項６】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に利用側冷媒が封入
され、利用側熱交換器および利用側ポンプを有する利用
側冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記利用側冷媒
回路中に配置され、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間
の熱交換を行う利用側中間熱交換器とを備える冷凍サイ
クル装置において、前記主冷媒と前記利用側冷媒との間
の熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段は、
前記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に
配置され、前記利用側冷媒回路中では、前記利用側熱交
換器と前記利用側中間熱交換器との間で前記利用側ポン
プを含まない側経路上に配置されていることを特徴とす
る冷凍サイクル装置。
【請求項７】内部に主冷媒が封入され、圧縮機および
減圧器を有する主冷媒回路と、内部に熱源側冷媒が封入
され、熱源側熱交換器および熱源側ポンプを有する熱源
側冷媒回路と、前記主冷媒回路中および前記熱源側冷媒
回路中に配置され、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱源側中間熱交換器とを備える冷凍サイ
クル装置において、前記主冷媒と前記熱源側冷媒との間
の熱交換を行う熱交換手段を備え、前記熱交換手段は、
前記主冷媒回路中では、前記圧縮機の吸入側の経路上に
配置され、前記熱源側冷媒回路中では、前記熱源側熱交
換器と前記熱源側中間熱交換器との間で前記熱源側ポン
プを含まない側の経路上に配置されていることを特徴と
する冷凍サイクル装置。
【請求項８】少なくとも、前記主冷媒回路と前記熱源
側冷媒回路のすべての構成要素と、前記利用側中間熱交
換器と、前記利用側ポンプと、前記駆動手段とを一つの
筐体内に備えることを特徴とする請求項１、３、４、６
のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】少なくとも、前記主冷媒回路のすべての
構成要素と、前記利用側中間熱交換器と、前記利用側ポ
ンプと、前記駆動手段とを一つの筐体内に備えることを
特徴とする請求項１、２、５、７のいずれかに記載の冷
凍サイクル装置。
【請求項１０】前記利用側中間熱交換器および／また
は前記熱源側中間熱交換器は、プレート式熱交換器また
は積層式熱交換器であることを特徴とする請求項１〜９
のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】前記利用側ポンプおよび／または前記
熱源側ポンプは、吸入口と吐出口が逆転可能な可逆ポン
プ、または、冷媒の吐出する方向を切り替え可能な切り
替え弁を有するポンプであることを特徴とする請求項１
〜１０のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】前記利用側ポンプの駆動周波数および
／または前記熱源側ポンプの駆動周波数を変更する駆動
周波数変更手段と、前記駆動周波数変更手段を制御する
駆動周波数制御手段を備えることを特徴とする請求項１
〜１１のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】前記圧縮機の運転周波数を検出する圧
縮機運転周波数検出手段を備え、前記駆動周波数制御手
段は、前記圧縮機の運転周波数に対応して前記駆動周波
数を増減させる制御を行うことを特徴とする請求項１２
に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１４】前記主冷媒の蒸発温度を検出する蒸発
温度検出手段を備え、前記駆動周波数制御手段は、前記
蒸発温度が最高温度となるように前記駆動周波数を制御
することを特徴とする請求項１２または１３に記載の冷
凍サイクル装置。
【請求項１５】前記主冷媒の凝縮温度を検出する凝縮
温度検出手段を備え、前記駆動周波数制御手段は、前記
凝縮温度が最低温度となるように前記駆動周波数を制御
することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記
載の冷凍サイクル装置。
【請求項１６】前記利用側冷媒回路は、複数の前記利
用側熱交換器を有することを特徴とする請求項１〜１５
のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１７】前記主冷媒は、炭化水素またはアンモ
ニアが主成分であることを特徴とする請求項１〜１６の
いずれかに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１８】前記利用側冷媒および／または前記熱
源側冷媒は、プロピレングリコールまたは酢酸カリウム
または蟻酸カリウムが主成分である水溶性ブラインであ
ることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の
冷凍サイクル装置。
【請求項１９】前記利用側冷媒と前記熱源側冷媒と
は、同種の冷媒であることを特徴とする請求項１〜１８
のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。